اثر دگرآسیبی عصاره چند گونه علف هرز روی درصد جوانه‌زنی و برخی ترکیبات بیوشیمیایی سه رقم کنجد (Sesamum indicum L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شاهد

2 دانشگاه شاهد، هیئت علمی

3 دانشگاه شاهد تهران

چکیده

به منظور بررسی اثر دگرآسیبی عصاره اندام‌های مختلف علف‌های هرز پیچک و پنیرک صحرایی بر جوانه‌زنی و برخی صفات کمی سه رقم کنجد، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در آزمایشگاه تکنولوژی بذر دانشگاه شاهد در سال 95 اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل ارقام کنجد در سه سطح (یلووایت، هلیل و اولتان)، علف هرز در دو سطح (پیچک صحرایی و پنیرک صحرایی)، عصاره اندام‌های گیاه در سه سطح (ریشه، ساقه و برگ) و غلظت عصاره‌ها در سه سطح (0، 5 درصد و 10درصد) در سه تکرار بود. نتایج نشان داد، تیمارهای بکار برده شده تأثیر معنی‌داری بر صفات درصد جوانه‌زنی، رنگدانه‌های فتوسنتزی، محتوای پرولین و پروتئین داشتند. عصاره ساقه پیچک صحرایی و ریشه پنیرک صحرایی به ترتیب در ارقام یولوایت و اولتان 100 درصد جوانه‌زنی را نشان می‌دهند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که عصاره ریشه پیچک صحرایی باعث افزایش محتوای کلروفیل گیاهچه رقم اولتان شد. عصاره اندام‌های مختلف علف‌های هرز مورد بررسی محتوای پرولین و پروتئین ارقام کنجد را کاهش دادند. نتایج همچنین نشان داد که مواد تولیدی از اندام‌های علف هرز پیچک و پنیرک صحرایی، جوانه‌زنه‌زنی و رشد ارقام کنجد را تحت تأثیر قرار دادند. در این میان علف هرز پنیرک در مقایسه با پیچک، پتانسیل بالاتری در تولید مواد دگرآسیب از خود نشان داد. با توجه به اینکه بقایای علف‌های هرز مورد بررسی از طریق تولید مواد شیمیایی برخوردار از خاصیت آللوپاتیک می‌توانند رشد کنجد را مختل کنند، بنابراین توصیه می‌شود مدیریت لازم در کنترل بقایای علف-های هرز پیچک و پنیرک انجام شود.

کلیدواژه‌ها


نشریه تحقیقات بذر، سال نهم، شماره 3، پاییز 1398

 

 
   

 

اثر دگرآسیبی عصاره چند گونه علف هرز روی درصد جوانه­زنی و برخی

ترکیبات بیوشیمیایی سه رقم کنجد (Sesamum indicum L.)

 

سمیرا عیلی‌پور گراوند1، مجید امینی دهقی2، شکوفه غلامی3*

1کارشناس‌ارشد، گروه علوم و تکنولوژی بذر، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

2دانشیار، دانشکده علوم کشاورزی و مرکز تحقیقات گیاهان دارویی دانشگاه شاهد، تهران، ایران

3دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

 

تاریخ دریافت: 3/08/98 تاریخ پذیرش: 11/10/98  

چکیده

به منظور بررسی اثر دگرآسیبی عصاره اندام­های مختلف علف­های هرز پیچک و پنیرک صحرایی بر جوانه‌زنی و برخی صفات کمی سه رقم کنجد، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در آزمایشگاه تکنولوژی بذر دانشگاه شاهد در سال 95 اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل ارقام کنجد در سه سطح (یلووایت، هلیل و اولتان)، علف هرز در دو سطح (پیچک صحرایی و پنیرک صحرایی)، عصاره اندام­های گیاه در سه سطح (ریشه، ساقه و برگ) و غلظت عصاره­ها در سه سطح (0، 5 درصد و 10درصد) در سه تکرار بود. نتایج نشان داد، تیمارهای بکار برده شده تأثیر معنی­داری بر صفات درصد جوانه­زنی، رنگدانه­های فتوسنتزی، محتوای پرولین و پروتئین داشتند. عصاره ساقه پیچک صحرایی و ریشه پنیرک صحرایی به ترتیب در ارقام یولوایت و اولتان 100 درصد جوانه­زنی را نشان می­دهند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که عصاره ریشه پیچک صحرایی باعث افزایش محتوای کلروفیل گیاهچه رقم اولتان شد. عصاره اندام­های مختلف علف‌های هرز مورد بررسی محتوای پرولین و پروتئین ارقام کنجد را کاهش دادند. نتایج همچنین نشان داد که مواد تولیدی از اندام­های علف هرز پیچک و پنیرک صحرایی، جوانه­زنه­زنی و رشد ارقام کنجد را تحت تأثیر قرار دادند. در این میان علف هرز پنیرک در مقایسه با پیچک، پتانسیل بالاتری در تولید مواد دگرآسیب از خود نشان داد. با توجه به اینکه بقایای علف­های هرز مورد بررسی از طریق تولید مواد شیمیایی برخوردار از خاصیت آللوپاتیک می­توانند رشد کنجد را مختل کنند، بنابراین توصیه می­شود مدیریت لازم در کنترل بقایای علف­های هرز پیچک صحرایی و پنیرک انجام شود.

 

واژه­های کلیدی:آللوپاتی، درصد جوانه­زنی، پیچک صحرایی، محتوای پرولین

 

مقدمه[1]

کنجد با نام علمی  Sesamum indicum L.گیاهی است یک ساله از تیره Pedaliacea  است (Bekhrad et al., 2015) که با دارا بودن حدود 50 درصد روغن و 17تا 19درصد درصد پروتئین و نیز کیفیت بالای روغن خوراکی به دلیل ترکیبات آنتی­اکسیدان قوی و مقاومت آن به دما از اهمیت ویژه­ای برخوردار است (Nandita et al., 2009). برای دستیابی به حداکثر محصول باید عوامل مؤثر بر رشد و نمو گیاه مانند آب، مواد غذایی، نور و دی اکسید کربن به‌صورت مطلوب در دسترس گیاه قرار گیرد (Zarghani et al., 2012). علف­های هرز از مهم­ترین عوامل خسارت­زا در محصولات زراعی و معضل همیشگی در نظام‌های کشاورزی هستند. علف­های هرز در کشت گیاهان زراعی از طریق رقابت با گیاه زراعی برای نور، رطوبت و مواد غذایی ضروری، کیفیت و عملکرد این محصولات را کاهش می‌دهد ((Samad et al., 2008.

آللوپاتی یا دگرآزاری بخشی از دانش اکولوژی شیمیایی است و عموماً به اثرات بازدارنده یک گونه بر رشد، نمو و یا جوانه­زنی گونه دیگر اشاره دارد ((Jefferson and Pennachio, 2003. آللوکمیکال­ها در انواع گیاهان و بافت­های مختلف گیاهی وجود دارند و این ترکیبات فرآورده­های ثانویه یا تولیدات اضافی حاصل از متابولیت­های اصلی گیاه می­باشند (Turk and Tawaha, 2003). جذب آب و مواد غذایی و دارا بودن خاصیت آللوپاتی در علف­های هرز رشد و عملکرد کمی و کیفی گیاهان زراعی را کاهش می­دهد Mirshekari, 2003)). آللوکمیکال­ها به عنوان متابولیت­های ثانویه از طریق تأثیر بر فرآیندهای فیزیولوژیکی، رشد و نمو گیاه را مختل می­کنند. این ترکیبات موجب مهار یا کاهش جوانه­زنی، کاهش رشد در مرحله­ی گیاهچه­ای، تقلیل سطح برگ، کاهش تولید ماده خشک، میزان رنگیزه­ها، کربوهیدرات­ها و پروتئین­ها و در نتیجه توقف رشد و نمو می­گردد (Pedrol et al., 2006). تحقیقات نشان می­دهد که مقدار مواد آللوپاتیک بسته به گونه گیاهی، اندام گیاهی و مرحله رشد و نموی متفاوت است (Kobayashi, 2004). در سال­های اخیر آللوپاتی به‌عنوان راه حل جدید در مدیریت آفات گیاهی، یا از طریق جداسازی، شناسایی و سنتز آللوکمیکال­های مشخص به‌عنوان علف­کش­های طبیعی در نظر گرفته می­شود (Al-Watban and Salama, 2012).  پیچک صحرایی حاوی چند ترکیب شیمیایی می­باشد که حداقل یکی از این ترکیبات آللوپاتیک می­توانند بر رشد گیاهان رقیب اثر منفی داشته باشند و احتمالاً یکی از عوامل موفقیت این گیاه نیز همین می­تواند باشد
(Momen Kikhah et al., 2015). علف هرز پنیرک صحرایی از نظر ترکیبات شیمیایی در برگ­های پنیرک تانن یافت شده و به علاوه در حدود 018/0 یک ماده­ فعال و مقدار زیادی لعاب است که مانع رشد بذر بسیاری از گیاهان می‌گردد (Emad et al., 2011). بقایای بخش­های هوایی، ریشه­ها و یا عصاره آن به طور معنی­داری جوانه­زنی، بیوماس رشد اولیه، مقدار کلروفیل گندم، جو و ذرت را کاهش داد (Emad et al., 2011). عصاره آبی بخش هوایی و بقایای پیچک صحرایی اثری منفی بر جوانه­زنی گندم، جو، ذرت، سویا و آفتابگردان در پتری­دیش و گلدان­ها داشت (Costea et al., 2003). Valizadeh et al. (2010) اثر بازدارنده عصاره آبی ریشه، ساقه و برگ سورگوم جارویی بر جوانه­زنی، طول ریشه­چه و ساقه­چه ذرت، عدس و نخود را بررسی و اعلام نمودند که ریشه اثر بازدارنده کمتری در مقایسه با برگ­ها و ساقه­ها دارد (Vafaei et al., 2015).در این تحقیق از طریق تأثیر آللوپاتی قسمت­های مختلف دو علف هرز پیچک و پنیرک صحرایی تأثیر عصاره آبی قسمت­های مختلف این دو علف هرز بر جوانه­زنی، محتوای کلروفیل، محتوای پرولین و محتوای پروتئین ارقام کنجد بررسی شد

 

مواد و روش­ها

این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد در سال 1395 اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل ارقام کنجد در سه سطح (یلووایت، هلیل و اولتان)، علف هرز در دو سطح (پیچک صحرایی و پنیرک صحرایی)، عصاره اندام­های گیاه در سه سطح (ریشه، ساقه و برگ) و غلظت عصاره­ها در سه سطح (0، 5 و 10 درصد) بود. دلیل انتخاب ارقام ذکر شده عملکرد بالا، متحمل به خوابیدگی و تنش خشکی می­باشد. همچنین به دلیل اینکه پیچک صحرایی و پنیرک از علف­های هرز مهم مزارع کنجد می­باشند این دو علف هرز انتخاب شدند. بذر ارقام کنجد از موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر تهیه شد. برای تهیه عصاره ابتدا علف­های هرز مورد نظر از محوطه دانشگاه شاهد جمع­آوری شده و بعد از تمیز کردن و تفکیک اندام­های مختلف آن­ها از یکدیگر، برای حفظ هر چه بیش­تر مواد مؤثره، آن­ها را در سایه خشک و سپس اقدام به آسیاب نمودن اندام­ها گردید. به منظور تهیه عصاره، 10 گرم از پودر وزن شده از هر اندام در ارلن ریخته و به آن 100 میلی­لیتر آب مقطر اضافه شد. مخلوط حاصل به مدت 24 ساعت در دمای آزمایشگاه با 150 دور در دقیقه شیکر شد. محلول حاصل از کاغذ صافی واتمن شماره 1 عبور داده شد. از عصاره­های (ریشه، ساقه و برگ) بدست آمده با اضافه کردن آب مقطر به محلول اصلی غلظت­های 5 و 10 درصد حجمی تهیه شد (Yonesi and Fatahi, 2007). از آب مقطر نیز به عنوان تیمار شاهد استفاده شد. برای انجام کشت ابتدا پتری­دیش­ها کاملاً استریل شد، 30 عدد بذر سالم و ضدعفونی شده با هیپوکلریت سدیم قرار داده شد. سپس به هر پتری دیش 5 میلی­لیتر از عصاره­های تهیه شده اضافه گردید و برای جلوگیری از تبخیرعصاره و اتلاف رطوبت، درب پتری­ها با استفاده از پارافیلم کاملاً بسته شد و در آخر به داخل اتاقک رشد (ژرمیناتور) با دمای 25 درجه ی سلسیوس انتقال داده شدند.

معادله 1:     GP= S/T×10

در این فرمول، S: تعداد بذرهای جوانه­زده، T: تعداد کل بذرهااست. محتوای رطوبت نسبی[2] (RWC) با استفاده از رابطه دو به دست آمد:

معادله 2:       RWC= FW-DW/TW-DW × 100

در این فرمول، FW وزن تر برگ­ها، DW وزن خشک برگ­ها و TW وزن آماس برگ­ها می­باشد (Levitt, 1980). محاسبه مقدار رنگدانه­ها: جهت اندازه­گیری کلروفیلb ،a ، کل و کارتنوئید بر حسب میلی­گرم بر گرم وزن تر اندام هوایی، در مرحله دو برگچه­ای، 2/0 گرم از اندام هوایی به همراه 10 میلی­لیتر استن 80 % ساییده شد. پس از 15 دقیقه سانترفیوژ در دور 13000 در دقیقه آن را به حجم 20میلی­لیتر رسانده و پس از کالیبره کردن دستگاه اسپکتروفتومتر با استن 80 درصد (شاهد) جذب عصاره حاصل در طول موج­های 663، 645 و 470 نانومتر قرائت گردید (Arnon, 1949; Gu et al., 2008). با استفاده از اعداد به دست آمده از هر نمونه و فرمول­های زیر مقدار کلروفیل b ،a، کل و کارتنوئید محاسبه شد.

معادله 3:                                           Ca=12.7 (A663)-2.69 (A645) × V/1000W

معادله 4:                                            Cb=22.9 (A645)-2.69 (A663) × V/1000W

معادله 5:                                         CT=20.2 (A645) + 8.02 (A663) × V/1000W

معادله 6:        Carotenoides = 100 (A470) - 3.27 (mg chl. a) – 104 (mg chl. b) /227

C میزان غلظت،  Vحجم محلول عصاره، W وزن تر نمونه استفاده شده و A جذب نوری در طول موج­های مختلف است.

سنجش میزان پرولین محلول: برای اندازه گیری پرولین ، ابتدا 5/0 گرم از هر بافت (اندام هوایی)، برداشـت گردیـد. سپس بافت گیاهی در‌هاون چینی کاملاً سائیده شد. بعد از این مرحله 10 میلی­لیتر اسید سولفوریک آبدار سه درصد به آن اضافه و محتوای‌هاون به هم زده شد و در نهایت با کاغذ صافی صاف گردید. 2 میلی­لیتر از محلول حاصل، بـه دو میلی­لیتر معرف ناین هیدرین (125 میلی­گرم ناین هیدرین+20میلی­لیتر اسید فسفریک 6 مولار+ 30 میلی­لیتر اسید استیک گلاسیال) اضافه شد و به مدت یک ساعت در حمام آب جوش در دمای 100 درجه سانتی­گراد قرار داده شد. سپس لوله­های محتوای محلول حاصل در یخ قرار گرفت تا سرد شدند. پس از ایجاد تعادل با دمای محیط به هر کدام از لوله­ها چهار میلی­لیتر تولوئن اضافه گردیـد و بـه مدت 30 ثانیه با دستگاه ورتکس به شدت هم زده شد. استانداردهای پرولین در مقـادیر 1، 2، 3، 4 و 5 میکروگرم در میلی­لیتر تهیه گردید و نمونه­های حاصل و استانداردها در طول موج 520 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد. بـا استفاده از رسم منحنی استاندارد مقـدار پـرولین برحسب میکرومول بر گرم وزن تر محاسبه شد (1973 Bates,).

سنجش میزان پروتئین محلول: مقدار 5/0 گرم اندام هوایی سرخارگل را با 5 میلی­لیتر بافر استخراج سدیم فسفات با 7pH=  به‌مدت 10 دقیقه کوبیده تا عمل همگن­سازی انجام شود. بعد از انتقال محلول پودر شده به فالکون­های 15 میلی­لیتری، به‌مدت 10دقیقه داخل دستگاه سونی کیتور قرار داده شد. سپس فالکون­ها در دستگاه سانتریفیوژ با سرعت 5000 دور به‌مدت 10 دقیقه قرار گرفت. سپس محلول رویی جدا شده، جهت سنجش غلظت پروتئین کل عصاره­های گیاهی با استفاده از روش (Bradford, 1976) استفاده شد. تجزیـه آماری داده‌ها شامل تجزیه واریانس با استفاده از نرم‌افزار  SAS 9.1و مقایسه میانگین صفات مورد ارزیابی با آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد و رسم نمودارها با نرم‌افزار Excel انجام گرفت.

 

نتایج

درصد جوانه­زنی: اثرات اصلی و همچنین اثرات متقابل رقم، علف­ هرز، عصاره و غلظت آنها در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنی‌دار را بر صفت درصد جوانه­زنی داشتند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین اثرات چهارگانه بیانگر آن است که درصد جوانه‌زنی نمونه­های تیمار شده با عصاره پیچک، در رقم یلووایت درصد جوانه­زنی تیمارهای 5 و۱۰ درصدعصاره ریشه و ساقه علف هرز پیچک، با یکدیگر اختلاف معنی­داری نداشتند. اما عصاره‌های 5  و 10 درصد برگی سبب اختلاف معنی­دار با تیمار شاهد (100 درصد) گردید به گونه­ای که سبب عدم جوانه­زنی در این تیمار شد، و به عبارتی در تیمار 5 و ۱۰ درصد عصاره برگ در هر سه رقم یلووایت، هلیل و اولتان کنجد، هیچ جوانه­ای مشاهده نشد. براساس نتایج عصاره آبی پنیرک در رقم یلووایت، عصاره 5 درصد ریشه، نسبت به عصاره ۱۰ درصد آن، درصد جوانه­زنی را از 94 درصد به صفر کاهش داد. تیمارهای 5 و 10 درصد عصاره ساقه و برگ پنیرک مانع جوانه­زنی در رقم مذکور گردید (جدول 2). در تیمار 5 و۱۰ درصد عصاره ساقه و برگ علف هرز پنیرک درصد جوانه­زنی رقم هلیل کنجد صفر بود، اما در تیمار ۱۰ درصد ریشه، درصد جوانه زنی را تا 17 درصد کاهش داد. تیمار 10 درصد عصاره ساقه علف هرز پنیرک، در رقم اولتان مانع جوانه­زنی گردید. جوانه­زنی رقم اولتان تنها در برابر تیمار 5 درصد عصاره ریشه پنیرک، اتفاق افتاد و در تیمار 5 و 10 درصد عصاره ساقه و برگ جوانه­زنی صورت نگرفت. نتایج نشان داد، در صورت اعمال سطوح 5 و 10 درصد عصاره برگی علف هرز پیچک و پنیرک، جوانه­زنی به طور کامل در تمامی ارقام متوقف شد (جدول‌های 2، 3، 4).

 

 

 

 

جدول 1:تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات مختلف کنجد تحت تأثیر عصاره آبی اندام علف­های هرز پیچک و پنیرک صحرایی

منابع تغییرات

درجه آزادی

درصد جوانه‌زنی

محتوای نسبی آب

محتوای کلروفیل a

محتوای کلروفیل b

محتوای کلروفیل کل

محتوای کارتنوئید

محتوای پرولین

محتوای پروتئین

رقم

2

282.78*

365.40 **

0.85**

0.46**

0.98**

35.38**

79.54**

24.98**

علف هرز

1

277111 **

31198.9 **

6.31**

10.02**

12.44**

796.65**

1791.85**

198.71**

عصار

2

31945.9**

29403.2**

25.39**

29.54**

75.78**

947.73**

2605.9**

131.65**

غلظت

2

73212**

55489.5**

37.34**

46.05**

123.55**

1594.59**

5390.23**

983.34**

C × W

2

303.77*

571.18**

0.06**

0.24**

0.02ns

12.33**

28.14**

19.17**

C × E

4

350.17**

502.08**

0.58**

2.63**

2.24**

6.98**

234.29*

19.13**

C × D

4

698.01**

561.93**

0.66**

1.47**

1.22**

20.70**

375.45**

32.30**

W × E

2

8396.98**

9120.65**

6.40**

5.14**

12.66**

318.33**

1630.52**

29.99**

W  ×D

2

8218.58**

8811.11**

11.87**

16.64**

43.95**

316.79**

682.96**

57.46**

E × D

4

10762.7**

9897.89**

7.01**

16.32**

35.02**

434.20**

33.81**

53.35**

C × W × E

4

427.53**

417.32**

1.20**

1.73**

2.17**

26.16**

139.95*

6.99**

C × E × D

4

498.55**

402.14**

0.73**

2.40**

3.01*

46.71**

90.35**

45.06**

W × E × D

4

5406.65

5658.44**

3.49**

6.08**

11.63**

203.27**

426.17**

41.57**

D × E × W ×C

14

763.28**

451.07**

0.55**

1.26**

1.86**

22.83**

392.58**

22.83**

خطا

208

65.98

3.61

0.05

0.01

0.01

0.03

0.12

0.05

ضریب تغییرات (%)

14.21

3.55

5.09

7.02

5.21

1.88

2.40

4.77

ns، * و ** به ترتیب غیر معنی­دار و معنی‌دار در سطح احتمال پنج و یک درصد.

 

 

محتوای نسبی آب: براساس جدول تجزیه واریانس اثرات متقابل رقم، علف­هرز، عصاره و غلظت و همچنین اثرات اصلی آن­ها در سطح احتمال یک درصد معنی­دار شد (جدول 1). در بررسی نتایج مقایسه میانگین، ترکیب تیماری اثرات متقابل چهار فاکتور ارقام، علف هرز، اندام گیاه و غلظت نشان داد که غلظت 5 درصد عصاره ریشه علف هرز پیچک صحرایی بر محتوای رطوبت نسبی رقم یلووایت اثر افزایشی داشت و رطوبت نسبی بالاتری نسبت به سایر ارقام نشان داد. مقدار محتوای رطوبت نسبی به ترتیب در تیمار 5 درصد عصاره ریشه و ساقه پیچک بر رقم هلیل روندی افزایشی را نشان داد. این مقادیر با تیمار 5 درصد و۱۰ درصد به ترتیب عصاره ساقه و ریشه علف هرز پیچک بر رقم هلیل (۹۴ درصد) تفاوت معنی­داری نشان نداد (جدول 3). در نمونه­های تیمار شده با عصاره اندام پنیرک صحرایی، حداکثر محتوای رطوبت نسبی در رقم یلووایت، تیمار شاهد این رقم بود. تیمار شاهد و غلظت ۵ درصد عصاره ریشه پنیرک صحرایی بیش­ترین مقدار رطوبت نسبی را در رقم اولتان داشت که تفاوت معنی­داری بین این دو تیمار مشاهده نشد (جدول 4).

محتوای کلروفیل a : براساس نتایج تجزیه اثرات اصلی رقم، علف هرز، عصاره و غلظت، همچنین اثر ترکیبات تیماری رقم × علف هرز × عصاره × غلظت در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنی‌دار داشتند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین اثرات متقابل چهار فاکتور حاکی از اثر افزایشی عصاره ریشه و برگ علف هرز پنیرک صحرایی به ترتیب بر ارقام یولووایت و هلیل بود به­گونه­ای که کلروفیل a در غلظت 5 درصد عصاره ریشه پنیرک صحرایی در رقم اولتان و عدم غلظت عصاره برگ رقم هلیل ب داشت. تیمارهای عصاره برگ در علف­های هرز پیچک و پنیرک صحرایی فاقد جوانه­زنی بودند و به تبع آن اندازه­گیری مقدار کلروفیلی هم وجود نداشت (جداول 2، 3 و 4).

 

 

 

محتوای کلروفیل b: طی بررسی نتایج تجزیه واریانس اثرات متقابل رقم، علف هرز، عصاره، غلظت و همچنین اثرات اصلی آنها در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنی‌دار بر میزان کلروفیل b داشتند (جدول 1). براساس مقایسات میانگین اثرات متقابل غلظت 10 درصد عصاره اندام­های علف هرز پنیرک صحرایی مانع جوانه­زنی ارقام کنجد شد و نمونه گیاهی برای اندازه­گیری محتوای کلروفیلb وجود نداشت همچنین غلظت 5 درصد اندام­های ساقه و برگ آن نیز اثری مشابه غلظت 10 درصد در همه­ی صفات کیفی نشان داد. مطابق نتایج مقایسه میانگین ، بالاترین مقدار کلروفیل b در غلظت 5 درصد عصاره ریشه رقم اولتان با میانگین 284/5 میلی­گرم بر گرم مشاهده شد. با افزایش غلظت عصاره ، ریشه پنیرک و پیچک صحرایی در رقم یولووایت، ریشه پیچک صحرایی در رقم هلیل و رقم اولتان میزان محتوای کلروفیلb با افزایش روبرو شد. (جدول 3 و4).

محتوای کلروفیل کل: براساس جدول تجزیه واریانس اثرات متقابل رقم، علف هرز، عصاره، غلظت به جز (اثر متقابل رقم با علف­هرز)، و همچنین اثرات اصلی در سطح احتمال 1 درصد و 5 درصد تفاوت معنی‌داری بر میزان کلروفیل کل داشتند (جدول 1). در بررسی نتایج مقایسه میانگین، بذرهای تیمار شده با عصاره اندام علف هرز پیچک صحرایی بعد از تبدیل شدن به گیاهچه و اندازه گیری رنگیزه‌ها، از میزان کلروفیل کل بالاتری نسبت به دیگر تیمارها برخوردار بودند. بررسی نتایج مقایسه میانگین ترکیب تیماری ارقام، علف هرز، عصاره و غلظت نشان داد که، عصاره 10درصد ریشه پیچک در ارقام هلیل نسبت به ارقام اولتان و یلووایت دارای میزان کلروفیل کل بیشتری می­باشد، این در حالی است عصاره 10درصد ریشه پنیرک در تمام ارقام­ها دارای کلروفیل کل صفر می­باشد. عصاره 10درصد ساقه پیچک در ارقام یلووایت نسبت به ارقام هلیل و اولتان (صفر) دارای میزان کلروفیل بیش­تری می­باشد. به نظر می­رسد که عصاره 10درصد ریشه پیچک نسبت به پنیرک جهت افزایش میزان کلروفیل کل مؤثرتر است. در مجموع در بین تمام ارقام­ها عصاره 5 درصد ریشه پیچک در ارقام اولتان، عصاره 5 درصد ریشه پنیرک در ارقام یلووایت و تیمار شاهد برگ پنیرک در ارقام هلیل به‌ترتیب دارای مقدار کلروفیل کل بالایی را نشان دادند. که البته بین آن­ها از لحاظ آماری تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. در تمام ارقام کنجد (یلووایت، هلیل و اولتان) عصاره 5 درصد ریشه دارای حداکثر مقدار کلروفیل کل بود و در بین ارقام­های مختلف، عصاره 5 درصد ریشه پیچک در ارقام اولتان حداکثر میزان کلروفیل کل می­باشند. از آنجایی که صفت درصد جوانه­زنی ارتباط مستقیمی با تمام صفات دارد لذا وقتی در تیماری درصد جوانه­زنی صفر باشد عملا نمی­توان صفات دیگر را اندازه­گیری کرد در بین تیمارهای مختلف عصاره 5 درصد و۱۰ درصد برگ علف هرز پنیرک و پیچک صحرایی در تمام ارقام­های کنجد به دلیل عدم جوانه­زنی، کلروفیل کل آن­ها نیز صفر بود (جدول 2، 3 و 4).

محتوای کارتنوئید: محتوای کارتنوئید تحت تاثیرتیمارهای اعمال شده و اثرات متقابل این تیمارها اثر معنی­داری در سطح 1 درصد نشان داد (جدول 1). در رقم اولتان تیمار شده با غلظت 5 درصد عصاره ریشه پیچک، مقدار کارتنوئید روندی افزایشی را نشان داد. در بررسی اثر عصاره ساقه پیچک بر روی دو رقم یلووایت و هلیل، با افزایش غلظت عصاره میزان کارتنوئید کاهش یافت (جدول 2 و 3). همچنین عصاره 5 درصد ریشه پنیرک اثر معنی­داری را بر میزان کارتنوئید رقم یلووایت نشان داد. عصاره برگ پیچک و پنیرک روندی کاهشی بر میزان کارتنوئید نشان داد. از نتایج به دست آمده مشهود است که عصاره 5 درصد ریشه پیچک و پنیرک در دو رقم یلووایت و اولتان باعث افزایش محتوای کارتنویید در مقایسه با شاهد شده است. این افزایش سطح محتوای کارتنویید می­تواند عملکرد کنجد را افزایش دهد.

 

 

 

کارتنویید می­تواند طول موج­هایی از نور را که کلروفیل­ها قادر به جذب آن نیستند، جذب نموده و به آن منتقل کنند و از این طریق از اکسایش نوری کلروفیل جلوگیری کنند.

محتوای پرولین: طبق نتایج تجزیه واریانس محتوای پرولین، اثرات اصلی رقم، علف­هرز، عصاره و غلظت و همچنین اثرات متقابل دوگانه، سه گانه و چهارگانه آن­ها در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار شد (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین تأثیر عصاره علف هرز پیچک بر میزان پرولین گیاهچه­های ارقام کنجد، بیانگر آن است که بین غلظت­های ۵ درصد و ۱۰ درصد عصاره ریشه در ارقام یلووایت و هلیل اختلاف معنی­داری مشاهده نشد و بیش­ترین میزان پرولین در نمونه شاهد (صفر) در رقم اولتان مشاهده شد. میزان پرولین در نمونه­های تیمار شده با غلظت 5% عصاره ریشه پیچک در رقم­های یلووایت و هلیل در مقایسه با شاهد روند افزایشی داشت. در نمونه‌های تیمار شده با عصاره ساقه پیچک در رقم یلووایت و هلیل بین شاهد و غلظت 10 درصد آن­ها اختلاف معنی­داری مشاهده شد. به طوری که در رقم یلووایت و هلیل در تیمار شاهد نسبت به غلظت 10 درصد افزایش یافت (جدول 2 و 3). در پنیرک نیز بین نمونه‌های شاهد با غلظت 5 درصد عصاره ریشه در هر سه رقم یلووایت، هلیل و اولتان اختلاف معنی­دار و کاهشی وجود داشت.

محتوای پروتئین: براساس جدول تجزیه واریانس اثرات اصلی تیمارهای مورد پژوهش و همچنین اثرات برهمکنش رقم × علف­هرز × عصاره × غلظت بر محتوای پروتئین در سطح احتمال 1درصد معنی­دار شد (جدول 1). مقایسه میانگین برهم کنش اثرات متقابل ارقام، علف هرز، عصاره و غلظت در محتوای پروتئین گیاهچه­های کنجد نشان داد بیش­ترین مقدار پروتئین در نمونه­های شاهد، در رقم اولتان بود. روند تغییرات در عصاره ریشه پیچک بر روی رقم هلیل، از (صفر) شاهد به 10 درصد کاهشی بود. غلظت‌های 5 درصد و۱۰ درصد عصاره برگی پیچک هم به دلیل عدم جوانه صفر بودند. به طوری که نتایج نشان داد نمونه‌های تیمار شده با غلظت 5درصد عصاره ریشه پنیرک در رقم‌های هلیل و اولتان در مقایسه با نمونه­های شاهد، میزان پروتئین بالاتری نشان دادند. میزان پروتئین نمونه­های تیمار شده با غلظت 10درصد عصاره ریشه و غلظت­های 5 درصد و۱۰ درصد عصاره ساقه و برگ علف هرز پنیرک صحرایی در ارقام کنجد به دلیل عدم جوانه­زنی صفر بود. در ارقام هلیل و اولتان عصاره ساقه علف هرز پیچک صحرایی و عصاره ریشه علف هرز پنیرک صحرایی با افزایش غلظت، محتوای پروتئین نیز روند افزایشی نشان داد (جدول 3 و 4).

 

بحث

یکی از انواع تنش­هایی که گیاهان بایستی در دوران زندگی خود با آن مقابله کنند، دگرآسیبی می­باشد. اکثر تحقیقات در مورد دگرآسیبی بر اثر برهمکنش بین انواع علف­های هرز، علف­های هرز و محصولات کشاورزی و نیز گونه­های مختلف گیاهان زراعی متمرکز شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می­دهد که اعمال تیمار عصاره اندام­های علف هرز جوانه­زنی و ترکیبات محلول ارقام کنجد را تحت تأثیر قرار داد. عصاره­های برگ و ساقه پنیرک صحرایی مانع جوانه­زنی ارقام کنجد شد، به گونه­ای که درصد جوانه­زنی صفر بود. با توجه به عدم جوانه­زنی اندازه‌گیری کلروفیل، پرولین و پروتئنی نیز در پی نداشت. عدم جوانه­زنی می­تواند حاکی از وجود آللوکیمیکال­های بسیار قوی در برگ باشد. مواد آللوپاتیکی می­توانند با ایجاد اختلال در روابط آب و جذب مواد غذایی توسط گیاه از تقسیم سلولی و طویل شدن سلول جلوگیری نمایند (Avers and Goodvin., 2003). بیش­ترین درصد جوانه­زنی در ارقام یولووایت و اولتان به ترتیب مربوط به عصاره­های برگ با آب مقطر و ریشه در غلظت پنج درصد علف هرز پیچک صحرایی مشاهده شد. اثر عصاره آبی پیچک صحرایی بر جوانه­زنی جو، با افزایش غلظت هر سه اندام ریشه، برگ و گل علف هرز پیچک صحرایی، جوانه­زنی ارقام جو روند کاهشی داشته و بیش­ترین کاهش در غلظت 10 درصدعصاره­ مشاهده شد (Kheradmand et al., 2011). نتایج بدست آمده از تحقیق اثر آللوپاتی عصاره آبی اندام‌های مختلف خردل وحشی بر روی برخی ویژگی­های جوانه­زنی کلزا رقم (PF) نشان داد، عصاره ریشه کم­ترین و برگ و گل بیش­ترین میزان بازدارندگی را بر درصد جوانه­زنی داشته­اند و با افزایش غلظت عصاره­های گل و برگ و بخش‌های هوایی، درصد جوانه­زنی بذر­ها به میزان 100 درصدکاهش یافت (Masodi et al., 2005)، تاخیر و یا توقف تحرک مواد ذخیره­ای، فرآیندی است که معمولا به سرعت در طی جوانه­زنی بذور اتفاق می­افتد و می­تواند منجر به کمبود فرآورده­های تنفسی و در نهایت کمبود مستمر ATP در بذوری شود که در معرض آللوکمیکال قرار گرفته­اند. بی­نظمی در میزان تنفس در نهایت باعث کاهش جوانه­زنی و رشد گیاهچه­ها می­گردد (Bogatek et al., 2008).که با نتایج حاصل از این تحقیق مطابقت دارند. در عصاره ساقه پیچک بر روی رقم اولتان، با افزایش غلظت از ( صفر) شاهد تا 10درصد میزان کلروفیل a کاهش یافت. محققان در مطالعه­ای بر روی گیاه عدسک آبی گزارش کردند که در حضور مواد دگر آسیب ژوگلان، میزان کلروفیلa  این گیاه به طور معنی­داری کاهش یافت (Gniazowska, 2004). احتمالاً کاهش میزان کلروفیل به دلیل تشدید فعالیت آنزیم کلروفیلاز در شرایط تنش می­باشد. از طرف دیگر، در هنگام بروز تنش غلظت مواد تنظیم کننده رشد از جمله اسید آبسزیک و اتیلن افزایش می­یابند. این مواد موجب تحریک فعالیت کلروفیلاز می­شوند و کلروفیلاز با جدا کردن فیتول از کلروفیل و منیزیم از کلروفیلد و تشکیل فئوفوربید و در نهایت انهدام حلقه تتراپیرولی، موجب تجزیه کلروفیل می­شود (Mighani, 2003.). در بررسی اثرات دگرآسیبی اکالیپتوس بر برخی خصوصیات جوانه زنی و بیوشیمیایی دو گیاه جو و خاکشیر، مشاهده شد که با افزایش غلظت عصاره دانه و برگ اکالیپتوس میزان کلروفیل b در گیاهچه­های جو و خاکشیر کاهش یافت (Saraei et al., 2012). کاهش در میزان کلروفیل طبیعتاً باعث کاهش فتوسنتز می­شود و با توجه به نتایج مطالعات محققین کند شدن فرآیند فتوسنتز توسط ترکیبات آللوپاتیک منجر به کندی و به تعویق افتادن رشد گیاهان می­شوند (El-khawas et al., 2005). میزان پرولین در ارقام یولووایت و هلیل در اثر عصاره ساقه علف هرز پیچک صحرایی افزایش نشان داد و در دیگر سطوح میزان پرولین کاهش یافت. بیش­ترین میزان پرولین در اثر عصاره برگ پیچک صحرایی در رقم اولتام بدست آمد. در واقع پرولین از متابولیت‌های ثانویه­ای است که در مواجهه گیاه با تنش­های اسمزی ایجاد می­شوند. این ترکیب به اسمولیت معروف بوده و تجمع و انباشتگی آن­ها در سیتوزول باعث متعادل شدن فشار اسمزی می­شود. پرولین به عنوان یک اسمولیت و آنتی اکسیدان نقش مهمی در حفاظت گیاهان داشته و نشانگری برای شرایط تنش در گیاهان در نظر گرفته می­شود و یا اینکه در اثر افزایش پروتئولیز میزان پرولین آزاد افزایش می­یابد (Sakhaii et al., 2009). در نتایج حاصل از بررسی اثر آللوپاتی تفاله حاصل از روغن کشی زیتون بر برخی خصوصیات بیوشیمیایی گیاهچه سه رقم گندم مشاهده شد که تیمار گیاهچه گندم با تفاله زیتون موجب افزایش در مقدار پرولین موجود در آن نسبت به شاهد شد، و افزایش میزان تفاله زیتون در خاک باعث افزایش پرولین گردید (Vafaei et al., 2015). از آنجایی که استرس آللوپاتی نیز با تولید انواع اکسیژن­های واکنش­گر نوعی تنش اکسیداتیو ثانوی ایجاد می­کند، ایجاد تنش آبی در پی آسیب دیدگی غشاها اجتناب ناپذیر است. به منظور حفظ یکپارچگی غشاء تحت شرایط تنش باید از دناتوره شدن پروتئین­ها جلوگیری شود، پرولین با آنزیم­ها بر هم­کنش کرده و به این ترتیب ساختار پروتئین­ها و فعالیت مربوط به آن­ها را حفظ می­کند (Ghorbani et al., 2009). نتایج مطالعات محققین نشان داده است که ترکیبات آللوپاتیکی پیوستگی اسیدهای آمینه و تبدیل آن­ها به پروتئین را کاهش می­دهد. بنابراین میزان سنتز پروتئین­ها پایین می­آید (Baziramakenga, 1997). در رقم یولووایت عصاره اندام­های مختلف پیچک و پنیرک صحرایی میزان پروتئین را کاهش داد و در ارقام هلیل و اولتان عصاره برگ پیچک و عصاره ریشه پنیرک محتوای پروتئین را کاهش داد و مابقی سطوح با کاهش روبرو شدند. در نتایج حاصل از بررسی اثرآللوپاتی عصاره برگ اکالیپتوس بر پارامترهای مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاهان تک لپه و دولپه مشاهده شد که افزایش غلظت عصاره اکالیپتوس، نرخ تنفس، فعالیت کاتالاز و آلفا آمیلاز را کاهش می­دهد. آن­ها نتیجه گرفتند که این امر باعث تغییر در ماکرومولکول­ها (پروتئین و اسیدنوکلئیک) می­شود (Mohammadi et al., 2012). در بررسی نتایج مشخص شد که علف هرز پنیرک در مقایسه با پیچک اثر بازدارندگی بیش­تری بر روی ارقام کنجد داشت.

 

نتیجه­گیری کلی

در شرایط آزمایشگاهی بذرهای گیاه کنجد به شدت تحت تاثیر اثرات بازدارندگی عصاره علف­های هرز درصد جوانه­زنی و رشد ریشه­چه و ساقه­چه کاهش پیدا کرده است، و این شدت کاهش بستگی به غلظت عصاره­های این علف­های هرز داشته است. در  بین ارقام مورد مطالعه، رقم یلووایت درصد جوانه­زنی بالاتری را نسبت به رقم اولتان نشان داد. در بین اندام­های مختلف علف­های هرز مذکور بر جوانه­زنی بیشترین اثر بازدارندگی مربوط به عصاره برگ بود. بیشترین میزان پروتئین و پرولین درنمونه­های شاهد در رقم اولتان مشاهده شد. در پایان پیشنهاد می­شود که از رقم یلووایت که مقاومت بالاتری را نسبت به اثرات آللوپاتی علف­های هرز پنیرک و پیچک صحرایی دارد به عنوان رقم مقاوم­تر در کشت استفاده شود. سپاسگزاری: نگارندگان بر خود لازم می­دانند از مسئولین دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد و آزمایشگاه تکنولوژی بذر به خاطر فراهم کردن امکانات لازم برای انجام این تحقیق تشکر و قدردانی کنند.

 

References

Al-Watban, A. and Salama, H.M.H. 2012. Physiological effects of allelopathic Activity of Artemisia monosperma on common bean (Phaseolus vulgaris L.), International Research Journal of Plant Science, 3(8):158-163.

Arnon, D.I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Poly phenol oxidase in Beta vulgaris, Plant Physiology, 24:1-150.

Avers, C.J. and Goodwin, R.H. 2003. Studies on root growth pattern of phleum pratense, American Journal Botany, 43: 612-620.

Bajji, M., Kinet., J.M. and Lutts, S. 2002. Osmotic and ionic effects of NaCl on germination, early seedling growth, and ion content of Saltbush (Atriplex halimus L.) (Chenopodiaceae), Canadian Journal of Botany, 80: 297-304.

Bates, L.S., Waldern, R.P. and Tear, I.D. 1973. Rapid determination of freeproline for water stress studies, Plant Soil, 39: 205-207.

Baziramakenga, R. and Lerox, G.D. 1997. Allelopathic effects of phenolic acids on nucleic acids and protein levels in soybean seedlings, Canadian Journal of Botany, 75, 445-450.

Bekhrad, H., Mahdavi, B. and Rahimi, A. 2015. Effect of seed halvage treatment on some germination, morphological and physiological characteristics of sesame (Sesamum indicum L.) under alkalinity stress, Plant Production Research, 22(2): 46-25. (In Persian).

Bogatek, R., Gniazdowka, A., Stepien, J. and Kupidlowska, E. 2005. Sunflower allelochemicals mode of action in germinating mustard seeds. Alelopathy Congress.

Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantites of protein utilizing the principles of protein dyebining, Analytical. Biochemistry, 72:248-254.

Costea, M., Weaver, S.E. and Tardif, F.J. 2003. The biology of Canadian weeds. Canadian Journal of Plant Science, 84: 631-668.

El-Khawas, S.A. and Shehala, M.M. 2005. The allelopathic potentialities of Acacia nilotica and Eucalyptus prostrate on monocot (Zea mays L.) and dicot (Phaseolus vulgaris L.) plants, Biotechnology, 4: 23-34.

Emad, M., Ghibi, F., Rasoli, S.M., Khanjan Zadeh, R. and Mohamadi Jozani, S. 2011. Industrial Herb Pharmaceuticals, Pooneh Publishing Co. Tehran First Printing, P, 76. (In Persian).

Gawroski, S.W. 2003. The effect of Convolvulus arvensis L. Allelopatics on germination and seedling vigor of winter wheat. Acta Physiology Plantarum, 27(4): 21-27.

Ghorbani, A., Zarrin Kemer, F. and Fallah, A. 2009. Effect of cold stress on morphological traits. Seedling physiological two rice cultivars, Journal of Agricultural Production, 1(3): 50-66. (In Persian).

Gniazowska, A. 2005. Allelopatic interactions between plants multi site action of allelochemicals, Phytohormones in plant-plant Allelopathic, 27: 395-404.

Gu, Z., Chen, D., Han, Y., Chen, Z. and Gu, F. 2008. Optimization of carotenoids extraction from Rhodobacter sphaeroides, Learning With Technologies, 41: 1082-1088.

International Seed Testing Association (ISTA). 2010. International Rules for Seed Testing, Bassersdorf, Switzerland.

Jefferson, L.V and Pennachio, M. 2003. Allelopathic effects of foliage extracts from four Chenopodiaceae species on seed germination, Journal Arid Environ, 15(2):275-285.

Kheradmand, B., Shahrokhi, Sh., Mehrpoyan, M., Farbodi, M. and Faramarzi, A. 2011. Allelopathic effect of extracts of various weeds of ivy on germination of four barley cultivars. Second National Conference on Seed Science and Technology, Islamic Azad University, Mashhad Branch, 2060-2064. (In Persian).

Kobayashi, K. 2004. Factors affecting phytotoxic activity of allelochemicals in soil, Weed Biology and Management, 4: 1-7.

Levitt, J. 1980. Response of plants to environmental stresses: water, radiation, salt and other stresses, Academic press, New York, pp, 187-211.

Masodi, F., Hadadchi, Gh., Bagherani, N. and Bnayan, M. 2005. Allelopathic effects of aqueous extracts of different organs of wild mustard (Sinapis arvensis L.) in different concentrations on some germination characteristics of PF rape seed (Brassica napus L.). Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 12(5). (In Persian).

Mighani, F. 2003. Allelopathy, Partov -e- Vagheeh Publications, Iran, Pp, 256.

Mirshekari, B. 2003. Weeds and their management. Islamic Azad University of Tabriz Publications, P, 500. (In Persian).

Mohammadi, N., Rajai, P. and Fahimi, H. 2012. Investigating Allelopathic Effects of Leaf Extract on Morphological and Physiological Parameters of Monocot and Dicotyledonic Plants, Iran biology magazine, 25(3): 456-464. (In Persian).

Momen Kikhah, R., Moradi, K., Mirzaii, S. and Farzanjo, M. 2015. The effect of aqueous extract of Convolvulus arvensis on germination and physiological characteristics of early growth of mungbean, The First National Conference on New Achievements in Biosciences and Agriculture, P 1-5.(In Persian).

Nandita, R., Abdullah Mamun, S. M. and Sarwar Jahan, M.D. 2009. Yield performance of sesame (Sesamum Indicum L.) varieties at varying levels of row spacing, Biology Scientific, 5:823-827.

Pedrol, N., Gonzalez, L. and Reigosa, M.L. 2006. Allelopathy and abiotic stress, A Physiological Process with Ecological Implications, Netherlands, Pp, 171-209.

Sakhaii, M., Osareh, M.H., Shariat, A. and Bakhshi Khaniki, Gh.R. 2009. Effect of Eucalyptus camaldulensison leaves on germination and growth of wheat seedlings (Triticum aestivum L.), Quarterly Journal of Plant Sciences, 4(4): 56-68. (In Persian).

Samad, M.A., Rahman, M.M., Hossain, A.K.M.M., Rahman, M.S. and Rahman, S.M. 2008. Allelopathic effects of five selected weed species on seed germination and seedling growth of corn,Journal ofSoil and Nature, 2(2): 13-18.

Saraei, R., Lahooti, M. and Ganjali, A. 2012. Investigation on the effects of Eucalyptus globulus Labill. On some germination, morphological and biochemical properties of two barley plants (Hordeum vulgare L.) and Husher (Descurainia Sophia L.), Journal of Agricultural Ecology, 4(3): 215-222 (In Persian).

Turk, M.A. and Tawaha, A.M. 2003. Allelopathic effect of black mustard (Brassica nigra L.) on germination and growth of wild oat (Avena fatua L.), Journal Crop Protection, 22: 637-677.

Vafaei, M., Seyed Nezhad, M., Gilani, A. and Saboora, A. 2015.Investigating the effect of allelopathic oat oil (Olea europae L.) oil on some biochemical characteristics of seedlings of three wheat cultivars (Triticum aestivum L.), Journal of Plant Genetics (Iranian Journal of Biology), 28(2): 445-464.

Valizadeh V, Barghi S, Barzegar P, Rashi K. 2010. Broomcorn allelopathy on corn, lentil and chickpea. 16thAsian Agricultural Symposium, Bangkok, Thailand, 409-412.

Yonesi, A. and Fatahi, F. 2007. Investigation of Allelopathic Soybean and Sorghum Potentials on Germination and Early Growth of Lambspeed and Coronal Weeds, Second Iranian Weed Science Conference, P, 79-276.

Zarghani, H., Nezami, A., Khajeh Hosseini, M. and Izadi Darbandi, A. 2012. The Effect of Weed Weed Time on Sesame Indicator Function and Components (Sesamum indicum), Iranian Journal of Crop Research, 10 (4):698-690. (In Persian).

 


Journal of Seed Research, Vol. 9, No. 3, Autumn 2019

 

 
   

 

Allelopathic effect  of different weeds extracts on germinationand biochemical composition of three varieties of sesame (Sesamum indicum L.)

 

S. Alipour,M. Amini Dehaghi, Sh. Gholami

M.Sc., Department of Seed Science and Agronomy, Faculty of Plant Breeding, Tehran Shahed University, Tehran, Iran

Associate Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture Sciences, Shahed University, Tehran, Iran

PhD student, Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Shahed University, Iran

 

Abstract 

 In order to evaluate the effect of allelopathy weed extract organs Convolvulus arvensis and Malva sylvestris on germinate and some quantitative characteristics of three varieties of sesame, a factorial experiment was conducted in a Completely randomized design with Seed Technology Laboratory of Shahed University in 2016. The test factors consisted of sesame cultivars in three levels (Yeluewhit, Halil and Oltan), two weeds (Convolvulus arvensis and Malva sylvestris), plant extracts of root, stem and leaf, and the extracts in three concentrations (0, 5 and 10%) were repeated in three replicates.According to the results of analysis of variance, the treatments used in this experiment had a significant effect on the percentage, photosynthetic pigmentation, proline content and protein content. Regarding the results of analysis of variance, the treatments used in this experiment had a significant effect on germination percentage, photosynthetic pigment, proline content and protein content. The highest percentage of germination 100% was observed respectively in Yeluewhith and Oltan respectively. In addition, the results of the mean comparison indicated that the extract of the Convolvulus arvensis root increased the chlorophyll content of seedling Oltan cultivar. Extract of different organs of weeds reduced of theproline and protein in sesame cultivars.The results of this research indicate that the production weed organs and fennel, germination and growth of sesame cultivars affected. In the meantime, weed control compared to the Malva sylvestris showed a higher potential for the production of non-toxic materials. Due to the remnants of weed through the production of allelopathic chemicals can impair the growth of sesame. Therefore, it is recommended that management be carried out in the control of bind weed and malva weed residues.

 

Keywords: Allelopathic, Convolvulus arvensis, Germination percent, Proline content[3]

 

 

 

 

 

 

 

 



*نویسنده مسئول:  shocofehghomi@gmail.com

[2]. Relative Water Content

*Corresponding author; shocofehghomi@gmail.com

References

Al-Watban, A. and Salama, H.M.H. 2012. Physiological effects of allelopathic Activity of Artemisia monosperma on common bean (Phaseolus vulgaris L.), International Research Journal of Plant Science, 3(8):158-163.

Arnon, D.I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Poly phenol oxidase in Beta vulgaris, Plant Physiology, 24:1-150.

Avers, C.J. and Goodwin, R.H. 2003. Studies on root growth pattern of phleum pratense, American Journal Botany, 43: 612-620.

Bajji, M., Kinet., J.M. and Lutts, S. 2002. Osmotic and ionic effects of NaCl on germination, early seedling growth, and ion content of Saltbush (Atriplex halimus L.) (Chenopodiaceae), Canadian Journal of Botany, 80: 297-304.

Bates, L.S., Waldern, R.P. and Tear, I.D. 1973. Rapid determination of freeproline for water stress studies, Plant Soil, 39: 205-207.

Baziramakenga, R. and Lerox, G.D. 1997. Allelopathic effects of phenolic acids on nucleic acids and protein levels in soybean seedlings, Canadian Journal of Botany, 75, 445-450.

Bekhrad, H., Mahdavi, B. and Rahimi, A. 2015. Effect of seed halvage treatment on some germination, morphological and physiological characteristics of sesame (Sesamum indicum L.) under alkalinity stress, Plant Production Research, 22(2): 46-25. (In Persian).

Bogatek, R., Gniazdowka, A., Stepien, J. and Kupidlowska, E. 2005. Sunflower allelochemicals mode of action in germinating mustard seeds. Alelopathy Congress.

Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantites of protein utilizing the principles of protein dyebining, Analytical. Biochemistry, 72:248-254.

Costea, M., Weaver, S.E. and Tardif, F.J. 2003. The biology of Canadian weeds. Canadian Journal of Plant Science, 84: 631-668.

El-Khawas, S.A. and Shehala, M.M. 2005. The allelopathic potentialities of Acacia nilotica and Eucalyptus prostrate on monocot (Zea mays L.) and dicot (Phaseolus vulgaris L.) plants, Biotechnology, 4: 23-34.

Emad, M., Ghibi, F., Rasoli, S.M., Khanjan Zadeh, R. and Mohamadi Jozani, S. 2011. Industrial Herb Pharmaceuticals, Pooneh Publishing Co. Tehran First Printing, P, 76. (In Persian).

Gawroski, S.W. 2003. The effect of Convolvulus arvensis L. Allelopatics on germination and seedling vigor of winter wheat. Acta Physiology Plantarum, 27(4): 21-27.

Ghorbani, A., Zarrin Kemer, F. and Fallah, A. 2009. Effect of cold stress on morphological traits. Seedling physiological two rice cultivars, Journal of Agricultural Production, 1(3): 50-66. (In Persian).

Gniazowska, A. 2005. Allelopatic interactions between plants multi site action of allelochemicals, Phytohormones in plant-plant Allelopathic, 27: 395-404.

Gu, Z., Chen, D., Han, Y., Chen, Z. and Gu, F. 2008. Optimization of carotenoids extraction from Rhodobacter sphaeroides, Learning With Technologies, 41: 1082-1088.

International Seed Testing Association (ISTA). 2010. International Rules for Seed Testing, Bassersdorf, Switzerland.

Jefferson, L.V and Pennachio, M. 2003. Allelopathic effects of foliage extracts from four Chenopodiaceae species on seed germination, Journal Arid Environ, 15(2):275-285.

Kheradmand, B., Shahrokhi, Sh., Mehrpoyan, M., Farbodi, M. and Faramarzi, A. 2011. Allelopathic effect of extracts of various weeds of ivy on germination of four barley cultivars. Second National Conference on Seed Science and Technology, Islamic Azad University, Mashhad Branch, 2060-2064. (In Persian).

Kobayashi, K. 2004. Factors affecting phytotoxic activity of allelochemicals in soil, Weed Biology and Management, 4: 1-7.

Levitt, J. 1980. Response of plants to environmental stresses: water, radiation, salt and other stresses, Academic press, New York, pp, 187-211.

Masodi, F., Hadadchi, Gh., Bagherani, N. and Bnayan, M. 2005. Allelopathic effects of aqueous extracts of different organs of wild mustard (Sinapis arvensis L.) in different concentrations on some germination characteristics of PF rape seed (Brassica napus L.). Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 12(5). (In Persian).

Mighani, F. 2003. Allelopathy, Partov -e- Vagheeh Publications, Iran, Pp, 256.

Mirshekari, B. 2003. Weeds and their management. Islamic Azad University of Tabriz Publications, P, 500. (In Persian).

Mohammadi, N., Rajai, P. and Fahimi, H. 2012. Investigating Allelopathic Effects of Leaf Extract on Morphological and Physiological Parameters of Monocot and Dicotyledonic Plants, Iran biology magazine, 25(3): 456-464. (In Persian).

Momen Kikhah, R., Moradi, K., Mirzaii, S. and Farzanjo, M. 2015. The effect of aqueous extract of Convolvulus arvensis on germination and physiological characteristics of early growth of mungbean, The First National Conference on New Achievements in Biosciences and Agriculture, P 1-5.(In Persian).

Nandita, R., Abdullah Mamun, S. M. and Sarwar Jahan, M.D. 2009. Yield performance of sesame (Sesamum Indicum L.) varieties at varying levels of row spacing, Biology Scientific, 5:823-827.

Pedrol, N., Gonzalez, L. and Reigosa, M.L. 2006. Allelopathy and abiotic stress, A Physiological Process with Ecological Implications, Netherlands, Pp, 171-209.

Sakhaii, M., Osareh, M.H., Shariat, A. and Bakhshi Khaniki, Gh.R. 2009. Effect of Eucalyptus camaldulensison leaves on germination and growth of wheat seedlings (Triticum aestivum L.), Quarterly Journal of Plant Sciences, 4(4): 56-68. (In Persian).

Samad, M.A., Rahman, M.M., Hossain, A.K.M.M., Rahman, M.S. and Rahman, S.M. 2008. Allelopathic effects of five selected weed species on seed germination and seedling growth of corn,Journal ofSoil and Nature, 2(2): 13-18.

Saraei, R., Lahooti, M. and Ganjali, A. 2012. Investigation on the effects of Eucalyptus globulus Labill. On some germination, morphological and biochemical properties of two barley plants (Hordeum vulgare L.) and Husher (Descurainia Sophia L.), Journal of Agricultural Ecology, 4(3): 215-222 (In Persian).

Turk, M.A. and Tawaha, A.M. 2003. Allelopathic effect of black mustard (Brassica nigra L.) on germination and growth of wild oat (Avena fatua L.), Journal Crop Protection, 22: 637-677.

Vafaei, M., Seyed Nezhad, M., Gilani, A. and Saboora, A. 2015.Investigating the effect of allelopathic oat oil (Olea europae L.) oil on some biochemical characteristics of seedlings of three wheat cultivars (Triticum aestivum L.), Journal of Plant Genetics (Iranian Journal of Biology), 28(2): 445-464.

Valizadeh V, Barghi S, Barzegar P, Rashi K. 2010. Broomcorn allelopathy on corn, lentil and chickpea. 16thAsian Agricultural Symposium, Bangkok, Thailand, 409-412.

Yonesi, A. and Fatahi, F. 2007. Investigation of Allelopathic Soybean and Sorghum Potentials on Germination and Early Growth of Lambspeed and Coronal Weeds, Second Iranian Weed Science Conference, P, 79-276.

Zarghani, H., Nezami, A., Khajeh Hosseini, M. and Izadi Darbandi, A. 2012. The Effect of Weed Weed Time on Sesame Indicator Function and Components (Sesamum indicum), Iranian Journal of Crop Research, 10 (4):698-690. (In Persian).